水利与水运工程关于内河重力墙结构的设计差异

水利与水运工程虽同属土木工程范畴的水工建筑物,但由于长久以来服务对象的区别,所属行业分支及管理部门不同,以及两个行业之间缺乏有效沟通,因此设计中间遵循的基本原则及设计思路存在较大差异。对同一结构物设计,其工期、造价往往会有较大区别。以内河重力墙结构为例,对水利与水运工程的设计差异及各自的设计特点进行分析,以期今后的水工结构物设计能够融合两个系统设计理念的精髓,形成统一的设计思路和标准,达到安全、耐久、节约投资的目的。

水平柔性拉筋式重力墙-坡体地震整体稳定性分析方法

为合理分析水平柔性拉筋式重力墙-墙后坡体地震整体稳定性,考虑坡顶条形均布荷载作用以及拉筋拔出和拉断两种破坏模式,采用拟静力法与分区水平条分及斜条分极限平衡法,基于Fellenius法与简化Bishop法的条间力假定,推导了相应的墙-坡地震整体稳定系数计算公式,并通过数值模拟方法对不同水平地震影响系数的情况予以验证,且讨论了墙后填土与地基土的内摩擦角及黏聚力、筋带间距、长度及其极限拉力对墙-坡地震整体稳定性的影响特征。实例分析结果表明,简化Bishop法与数值模拟得到的墙-坡地震整体稳定系数较为接近,比Fellenius法的结果约高出6%;墙-坡地震整体稳定系数随填土及地基土抗剪强度参数的增大呈近似线性增大,随筋带拉力及顶层筋带长度在一定范围内的增加呈非线性增大,随筋带竖向间距的增大呈非线性减小;理论方法与数值模拟得到的潜在滑面也较为一致。

重力墙墙背堆石压力的计算讨论

重力墙主要是依靠其自重来保证土压力作用下的稳定。目前，重力墙墙背的堆石压力的计算方法是建 立在库仑极限平衡理论基础上的，为简化计算，并采用破裂面为平面的假定。本文综合考虑了空库和蓄水情况，介绍了 相应情况下重力墙墙背上堆石压力的计算原理及方法。

FBG传感器在重力墙位移监测中的应用

山区公路运营过程中,须掌握重力墙位移的变化,保障公路的安全。通过对重力墙作有限元分析,确定监测区域,并在墙监测区域的表面安装10只光纤光栅位移传感器,横向每隔2m安装一只,设置2个监测段,每段安装5只光纤光栅位移传感器。长期监测表明:重力墙在距离监测起始点0,8,18 m监测点处出现位移的变化较大,最大分别为0.86,0.99,0.69 mm。

水平柔性拉筋式重力墙地震土压力拟静力分析方法

水平柔性拉筋式重力墙是一种新型耐震结构,为研究墙后地震土压力,运用拟静力法并基于塑性极限分析上限原理,采用平面滑动破坏机构,考虑拉筋拔出和拉断两种破坏模式,推导墙后地震土压力的计算公式,并通过数值模拟方法进行验证,且讨论了填土内摩擦角、黏聚力、墙背外摩擦角、拉筋间距、极限拉力以及拉筋长度对地震土压力的影响特征。实例分析结果表明:随填土强度参数的增大地震土压力总体呈非线性减小,墙背外摩擦角对地震土压力的影响较小;随拉筋竖向间距增大,土压力呈非线性增大,但增幅渐小;拉筋极限拉力达到一定值后,对土压力没有影响;随拉筋长度在一定范围内的增加,墙后土压力逐渐减小。

清溪沟水库重力墙式堆石坝及墙背压力的有限元分析

采用有限元计算模型,针对不同的工况下,计算分析清溪沟水库重力墙式堆石坝的变位、应力及重力墙墙后堆石压力的大小和分布趋势,揭示重力墙墙背粗糙度对重力墙式堆石坝位移、应力及墙背堆石压力不同程度的影响。

混凝土防渗面板浆砌石重力墙堆石坝安全监测分析

根据浙江省某水库安全监测资料,分析了新建混凝土重力墙与原防渗面板缝隙变形规律,评价了增设混凝土重力墙和坝基采用帷幕等工程措施后大坝渗流状况,揭示了混凝土防渗面板浆砌石重力墙堆石坝渗流特点。

重力墙工程减振作用研究

研究了采用重力墙方法进行减振,运用有限元方法对振源—重力墙—测点模型进行了数值模拟分析,分析结果表明,测点的振动响应不仅与振源位置有关,而且墙体的重量变化对响应幅值也有一定影响,通过比较发现,墙体对减振效果的影响并不是单一性变化的。

悬臂钢模板在东坞水库混凝土重力墙中的应用

模板工程在工程建设中对提高混凝土表面光洁度、加快施工进度、节省造价、保证安全等都有极为重要的作用。浙江省松阳县东坞水库除险扩容工程的混凝土重力墙工程具有高度高、模板面积大、工期紧等特点,为了满足工程要求,采用了悬臂钢模板的施工方法,取得了良好的效果。

滴水岩水库大坝上游重力墙加固典型方案探讨

滴水岩水库是一座以灌溉为主兼有防洪和供水等效益的Ⅴ等小(2)型水库工程,大坝为浆砌石防渗斜墙堆石坝,上游为重力防渗墙,大坝自运行以来,由于上游重力墙边坡太陡抗滑稳定不足,坝体不稳定,导致防渗墙多处裂缝、水库渗漏严重等问题,影响其正常运行及坝体安全和下游防洪保安。针对大坝存在问题,对滴水岩水库大坝除险加固施工方案加厚重力墙外加防渗面板、抛石和预应力锚固重力墙三种方案进行论证和比较,最终采取加厚重力墙外加防渗面板方案。经3年高水位运行,坝体原渗点未出现漏水,坝体稳定,加固质量可靠,达到了预期效果。

浆砌石重力墙堆石坝安全监测探讨

浆砌石重力墙堆石坝在我国应用广泛,是大坝体系中的重要组成部分。因此,从浆砌石重力墙堆石坝构造入手,简析了安全监测设计的原则,并简要介绍了沉降变形监测、水平变形监测和渗流监测,以期为浆砌石坝的安全持续发展提供理论基础。

柔性拉筋式重力墙地震土压力计算方法研究

为有效确定地震荷载作用下柔性拉筋式重力墙的土压力,基于塑性极限分析上限法及拟静力法,采用对数螺旋面作为滑裂面,通过对挡墙后填土进行内能耗散功率与外力功率的计算,建立了拉筋式重力墙地震土压力分析模型。通过算例分析,对比数值模拟与研究提出的算法结果,验证了所提出算法的合理性,并就填土及拉筋的相关参数对地震土压力的影响进行了讨论。结果表明:随着填土强度参数的增加,地震土压力呈非线性减小;土压力随着土工格栅间距的增大而呈非线性增大;随着顶层拉筋长度的增加,土压力呈非线性减小趋势;当顶层拉筋长度大于10 m时,土压力值基本不变。

上海规范重力式围护墙稳定性若干问题探讨

重力式围护墙是软土地区常用的基坑支护形式,目前关于重力式围护墙的可靠度分析还不够完善,各因素对稳定性的影响机制等也存在一些疑问。以收集到的上海地区重力式围护墙实际工程为例进行可靠度分析,对水泥土重力式围护墙稳定性分析中的相关问题进行了探讨。分析结果表明,上海地区实际工程的设计安全水准通常高于规范规定值,其中水平滑动多为重力式围护工程稳定性验算的控制失效模式;通过提高插入比和墙体宽度可改善水泥土重力式围护基坑的抗倾覆、抗水平滑动稳定性的安全状态;对于整体稳定性,提高插入比较有效,墙体宽度的变化对其影响不敏感。

上海地区水泥土重力式围护墙稳定性可靠度校准分析

水泥土重力式围护墙是软土地区一种典型的基坑支护形式,其稳定性验算主要包括整体稳定性、抗倾覆稳定性及抗滑移稳定性等,现行上海基坑工程技术规范采用的设计方法为安全系数法。搜集上海地区具有代表性的场地勘察报告进行土层变异性分析,在可接受的保证率前提下提出抗剪强度指标的区间估值,并依据上海基坑规范对水泥土重力式围护墙稳定性设计的安全水准进行可靠度校准分析。分析结果表明:在现行上海基坑规范水泥土重力式围护墙稳定性设计中,整体稳定性具有较高的可靠度指标,抗倾覆稳定性次之,而抗滑移稳定性在要求设计安全系数时所对应的可靠度指标最低。

列车荷载作用下重力式路肩墙土压力算法探讨

研究目的:铁路工程中列车荷载作用下重力式路肩墙土压力,一般采用路基手册算法,也可以参考采用"扩散角45°法"和"扩散角45°+φ/2法",但上述算法均存在不足。本文提出一种新的算法"三破裂角法",以弥补上述算法的不足,其计算结果更为合理,可为工程设计人员提供一定的参考。研究结论:(1)路基手册算法存在土压力的作用范围和强度均随墙高变化而变化的不足;(2)"扩散角45°法"、"扩散角45°+φ/2法"可弥补路基手册算法的不足,但依然采用了简单的假设条件,没有考虑填料性质或边界条件对土压力作用范围的影响;(3)本文提出的"三破裂角法"弥补了上述算法的不足,充分考虑了填料性质和边界条件对土压力作用范围的影响,其计算结果更为合理;(4)"三破裂角法"可用于铁路路基重力式路肩挡土墙设计,也可用于其他路肩墙或路堤墙设计,其设计结果更为可靠合理。

重力式码头方块墙沉降与旋转计算方法

基于分层总和法计算沉降的原理,推导了干施工条件下重力式码头方块墙沉降与旋转的理论计算方法,并对重力式码头试验段的沉降与旋转实测值与计算值进行了对比分析。结果表明:方块墙沉降与旋转的计算值与实测值变化规律一致,沉降与旋转均随着方块安装层数的增加而增大,但墙后回填碎石和墙上预压荷载后,墙趾处沉降继续增大,墙踵处沉降减小,并且墙体的旋转在预压后达到最大值。在重力式码头工程中推导的理论计算方法可应用于预判码头方块墙的沉降和旋转量、评价方块墙的预压效果以及预估现浇混凝土垫层的预设坡度。

含地下水的回填砂土重力式岸墙地震残余角位移的拟静力计算

引用液化度指标考虑含地下水的回填砂土地震过程中的超静孔隙水压力对墙体运动的影响,基于Mononobe-Okabe拟静力法修正考虑液化度的动主动土压力,根据静力水压力理论近似计算土颗粒里的动水压力。同时考虑了水平与竖向地震载荷,根据力矩极限平衡确定旋转门槛加速度系数,采用旋转块体方法计算岸墙主动旋转运动下的地震残余角位移。选用一理想的地震运动特征,应用该简单预测位移的方法对一算例进行了推算;并对回填砂土内摩擦角、墙体与土间摩擦角、水平与竖向地震加速度系数、回填土地下水位、墙前自由水位和码头墙宽高比多种参数下对旋转角位移的影响作了详细的定性分析,得出墙体残余角位移随着回填砂土液化度升高而逐渐增大,以及当液化度很高时土的内摩擦角和墙体的摩擦将不再起工程作用等有用结论。

甬江堤防工程重力式护岸墙滑移成因分析及防治措施

重力式护岸墙在宁波市甬江堤防工程建设中被广泛应用 ,其主要起着固岸和低潮位挡水作用。通过参与宁波市城防工程的设计和施工 ,对护岸墙出现的局部滑移原因进行了分析 ,提出了相应的防治措施。

上海地区重力式防汛墙抗震稳定性研究

在考虑水-土-结构的动力相互作用的基础上,采用粘弹塑性模型、弹性梁单元及带转动自由度的接触面单元分别模拟饱和软粘土、钢筋混凝土构件及土-结构间接触面的力学特性,建立了饱和软土地区防汛墙结构地震反应时程分析的计算模型及其求解方法,并利用建立的分析理论与方法,对上海地区典型的重力式防汛墙结构的抗震稳定性借助数值模拟进行了评估,计算结果表明,重力式防汛墙在地震作用下位移较大,并有整体失稳的危险。

异型水泥土重力式围护墙的变形和经济效益分析

基坑设计过程中,若基坑的重力式围护墙水平位移略大于规范要求,应选择何种方式加固重力式围护墙受到了越来越大的关注。根据复旦大学江湾校区化学楼与环境科学楼基坑开挖过程中实时监测数据,利用有限元反演方法,建立Plaxis应力应变分析模型。结果表明,采用反演法分析得到的土体参数优于土工试验数据,更适用于实际工况。并在此模型基础上,考虑分析了五种加固重力式围护墙的方法。得出结论,台阶加宽、底部台阶靠近坑内两种围护墙加固形式更优,更为经济。理论上,台阶加宽是最为经济的加固方式。并发现,靠近坑内底部台阶长宽比越大,加固方式越经济;而加宽的台阶长宽比越小,加固方式越经济。本文对异型水泥土重力式围护墙的经济效益展开分析,对类似工程具有参考意义。